Мир галактик

Еще в 50-х годах текущего века американские астрономы закончили составление подробного фотографического атласа неба. Он составлен по многочисленным снимкам отдельных участков неба, сделанным на обсерватории Маунт-Паломар с помощью 48-дюймовой астрокамеры системы Шмидта.

Для астрономов новый атлас - это страна сокровищ. Тысячи еще никем не исследованных звездных систем усеивают в виде сероватых пятнышек негативные карты звездного фотоатласа. Его детальное изучение началось сравнительно недавно, около 30 лет назад. Но уже первые результаты, полученные известным советским астрономом Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, в корне изменили прежние представления о природе галактик.

Когда три с половиной века назад А. Левенгук (1632-1723) впервые взглянул в микроскоп на каплю воды, его удивлению не было границ. Глазам Левенгука открылся неведомый мир микроорганизмов. Как много их было в одной маленькой капле, какое удивительное разнообразие наблюдалось в их форме, размерах и строении! Богатство природы, никогда не повторяющейся, способной к неограниченно многообразным проявлениям, поразило Левенгука.

Нечто подобное, по его собственным словам, испытал и Б. А. Воронцов-Вельяминов, когда в сильную лупу он начал рассматривать карты Паломарского атласа. Даже какое-то внешне отдаленное сходство, казалось, было между "зверюшками", поразившими Левенгука, и крошечными, крайне замысловатыми по форме, серыми пятнышками галактик.

Нелегко было разобраться в необъятном небесном хозяйстве. Воронцову-Вельяминову и его сотрудникам пришлось в течение многих лет переснимать с увеличением изображения галактик, чтобы затем, рассортировав их по внешним формам и физическим характеристикам, сделать какие-то определенные выводы.

До этих исследований считалось, что среди галактик в основном встречаются два типа - спиральные и эллиптические. Первые из них схожи с известными нам галактиками в созвездиях Андромеды и Треугольника. Эллиптические галактики похожи на светящиеся эллипсы с различной степенью сжатия.

В океане Вселенной Б. А. Воронцову-Вельяминову и его коллегам удалось "выловить" тысячи необыкновенных галактик. В отдельных случаях они оказались так же мало похожими на нашу звездную систему, как представители таинственной глубоководной фауны на хорошо знакомых нам обитателей суши. Вот, например, две галактики, соединенные, как шнуром, исполинской светящейся перемычкой (рис. 85). Тщательный анализ показал, что она состоит из звезд, образуя как бы своеобразный "звездный коридор" между галактиками. Длина этого необыкновенного образования исключительно велика - во всяком случае не менее 200 000 св. лет!

Рис. 85. Галактики с перемычкой

Нечто подобное наблюдается (правда, в единственном экземпляре) в ближайших окрестностях нашей Галактики. Мы имеем в виду спиральную туманность из созвездия Гончих Псов (рис. 86). На конце одной из ее спиральных ветвей виден какой-то странный сгусток. До последнего времени считалось, что это другая галактика случайно проецируется на спиральную ветвь туманности Гончих Псов. Но когда Б. А. Воронцов-Вельяминов в глубинах Вселенной обнаружил еще 160 удивительных двойников туманности Гончих Псов, чересчур частое повторение случайностей уже не могло считаться правдоподобным. На самом деле перед нами экземпляры пар галактик, у которых спиральная ветвь, состоящая из звезд, одновременно выполняет и роль перемычки. В туманности Гончих Псов звездная природа перемычки видна непосредственно. Есть поэтому все основания думать, что и другие "звездные коридоры" имеют аналогичную природу.

Рис. 86. Галактика из созвездия Гончие Псы

Среди открытых в настоящее время перемычек есть и такие, которые имеют протяженность в 230 000 св. лет, что в два с лишним раза превышает поперечник нашей Галактики! Не следует забывать, что мы видим это удивительное образование в проекции на небосвод, т. е. несколько сокращенным, и потому реальная длина перемычки (при толщине около 6 000 св. лет) еще больше!

Трудно понять, какие силы обеспечивают удивительную устойчивость "звездных коридоров". Почему звезды, их составляющие, не разлетаются в разные стороны и как они движутся, остается пока загадкой.

Из некоторых галактик высовываются гигантские "усы", или "антенны", делающие их очень похожими на каких-то насекомых. По-видимому, природа их такая же, как и у "звездных коридоров".

Многие галактики обладают своеобразными "хвостами". Формы "хвостатых" галактик иногда весьма причудливы. Две из них, изображенные на рисунке 87, были названы Б. А. Воронцовым-Вельяминовым "мышками". "Хвост" у правой "мышки" весьма мощен - он имеет в длину не менее 9 000 св. лет при ширине не менее 800 св. лет!

Рис. 87. Галактики 'мышки' (негатив)

Тесная связь "хвоста" с главным телом галактики (одно постепенно переходит в другое) заставляет думать, что "хвосты" галактик, как и перемычки, состоят в основном из звезд.

"Хвосты" и "перемычки" в ряде случаев существуют рядом, т. е., иначе говоря, галактики могут одновременно обладать и "хвостом" и "перемычкой", что придает им особенно причудливые очертания.

Разнообразие галактик поразительно! Некоторые из них похожи на кольцо без- центрального ядра. Другие, дынеобразные, вращаются вокруг длинной оси.

Когда мы разглядываем в витрине кинотеатра отдельные кадры незнакомого фильма, нам трудно, конечно, восстановить по ним полностью весь сюжет. Но кое-что все же становится понятным - и общая тематика фильма, и взаимоотношения героев, и даже смысл отдельных сцен.

Фотоснимки, в отличие от фильма, лишены движений, они статичны. Однако иногда нетрудно разгадать, как возникло и чем кончится то, что изображено на фотографии. Сознание помогает застывшему сделаться подвижным.

Нечто подобное происходит и тогда, когда астрономы рассматривают фотографии галактик. Мир далеких звездных систем кажется нам застывшим, неизменным. И не только на фотоснимках, но и в действительности. Причина заключается, конечно, только в невообразимо огромной удаленности галактик: чем дальше от нас находится предмет, тем менее заметно его движение. Поэтому за обманчивой неподвижностью галактик астрономы стремятся разглядеть следы различных движений.

И это нам удается, хотя и с большим трудом. При кропотливом изучении "фотопортретов" галактик выясняется если и не их родословная, то по крайней мере взаимоотношения друг с другом. А это позволяет иногда сделать далеко идущие выводы, имеющие большое значение для всего естествознания.

Среди галактик, исследованных Б. А. Воронцовым-Вельяминовым, более 2 000 были отнесены им к категории взаимодействующих. Как застывшие кадры бурных сцен, фотоснимки этих галактик указывают на несомненные следы взаимодействия.

Если, следуя Б. А. Воронцову-Вельяминову, строго сформулировать определение взаимодействующих галактик, то к последним относятся: а) галактики, взаимно проникающие друг в друга и тем самым имеющие следы взаимных разрушений или нарушений обычной, типичной формы, и б) галактики, погруженные в общее огромное светящееся облако.

Расстояния между отдельными галактиками в среднем на один порядок выше их размеров (т. е. превосходят поперечник галактик в один или несколько десятков раз). Это означает, что галактики относительно близки друг к другу, а следовательно, какие-то взаимодействия между ними вполне возможны.

Но тут-то и начинается непонятное. Казалось бы, что галактики, подобно планетам, должны притягиваться друг к другу по закону всемирного тяготения, т. е. силы взаимного притяжения в основном и должны обусловливать взаимодействие галактик. Но на самом деле все оказалось гораздо сложнее. Структуру галактик, зафиксированных на картах Паломарского атласа, никак нельзя объяснить только силами ньютоновского тяготения.

Посмотрите снова на пару "мышек" (рис. 87). Можно ли их "хвосты" считать обычными приливными горбами? Известно, что приливные горбы образуются не только на стороне, обращенной к влияющему телу, но и на диаметрально противоположной стороне (вспомните картину земных приливов, вызываемых Луной). Но у "мышек" - совсем другое. Приливные выступы между галактиками еле заметны, но зато "антиприливы" на противоположных сторонах приняли форму громадных "хвостов". Мощность "антиприливов" (в виде "хвостов") наталкивает на мысль, что между галактиками в некоторых случаях, по-видимому, существуют силы взаимного отталкивания, несравненно более значительные, чем обычное взаимное притяжение. Об отталкивательных силах неизвестной природы свидетельствует также и тот факт, что "фасады" взаимодействующих спиральных галактик разрушены частично или полностью, тогда как их "тыловые" части сохраняют почти неизменной свою спиральную структуру.

Галактики не имеют определенных, резких границ. Поэтому их реальные размеры значительно больше наблюдаемых. Учитывая это, надо сделать вывод, что очень многие взаимодействующие галактики одновременно являются и взаимопроникающими. И наряду с этим известен ряд заведомо близких галактик, даже иногда проникающих друг в друга и в то же время не обнаруживающих никаких следов взаимодействия. Чем вызваны все эти странности в поведении галактик, пока неизвестно.

Несомненно лишь одно - как в свое время физики, проникнув в микромир, обнаружили там неизвестные ранее ядерные силы, так и сейчас астрономы в сложной и, к сожалению, статичной картине взаимодействия галактик усмотрели проявления новых, пока еще неведомых космических сил.